JPH07105323B2 - 露光方法 - Google Patents
露光方法Info
- Publication number
- JPH07105323B2 JPH07105323B2 JP60261070A JP26107085A JPH07105323B2 JP H07105323 B2 JPH07105323 B2 JP H07105323B2 JP 60261070 A JP60261070 A JP 60261070A JP 26107085 A JP26107085 A JP 26107085A JP H07105323 B2 JPH07105323 B2 JP H07105323B2
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- Japan
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- substrate
- region
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/70066—Size and form of the illuminated area in the mask plane, e.g. reticle masking blades or blinds
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/703—Non-planar pattern areas or non-planar masks, e.g. curved masks or substrates
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
-
- G—PHYSICS
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- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7023—Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
- G03F9/7026—Focusing
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は露光方法に関する。
従来の露光装置は一般に単一の平面上に原画の像を転写
するように構成されていた。しかし、近年、多層からな
る複雑な構造の部材や、微細機械構造部材をリソグラフ
イで製造するという要求が強まるにしたがい、パターン
形成の対象物は平面でなく、深い段差を有するものも出
現している。このような要求に対して、従来の装置を適
用すると原画の一部がデイフオーカス（焦点ずれ）する
ことになるので、微細なパターンを転写することはでき
なかつた。
するように構成されていた。しかし、近年、多層からな
る複雑な構造の部材や、微細機械構造部材をリソグラフ
イで製造するという要求が強まるにしたがい、パターン
形成の対象物は平面でなく、深い段差を有するものも出
現している。このような要求に対して、従来の装置を適
用すると原画の一部がデイフオーカス（焦点ずれ）する
ことになるので、微細なパターンを転写することはでき
なかつた。
また、投影面が平坦でない場合に原画（レティクル）の
一部が焦点ずれをおこす問題を改善する手段としては、
レティクルの露光パターンの領域を複数のレティクルに
分割して設け、レティクルごとにレティクルパターンを
投影露光面上に焦点を合わせて露光する方法もある。し
かし、この方法では投影面上に所望のパターンを形成す
るために複数枚のレティクルを用いなければならないた
めに、レティクル交換回数が増加し、レティクル交換に
要する時間が増加し、スループットが低下するという問
題がある。
一部が焦点ずれをおこす問題を改善する手段としては、
レティクルの露光パターンの領域を複数のレティクルに
分割して設け、レティクルごとにレティクルパターンを
投影露光面上に焦点を合わせて露光する方法もある。し
かし、この方法では投影面上に所望のパターンを形成す
るために複数枚のレティクルを用いなければならないた
めに、レティクル交換回数が増加し、レティクル交換に
要する時間が増加し、スループットが低下するという問
題がある。
本発明の目的は、段差のある基板上の原画を転写するに
あたって、一画面の全域にわたって焦点を合わせて露光
することが可能な露光方法を提供することにある。
あたって、一画面の全域にわたって焦点を合わせて露光
することが可能な露光方法を提供することにある。
本発明の要旨は、原画の露光の１ショット分に相当する
原画のパターン領域を第一および第二の領域を含む複数
個の領域に分割し、 前記第一の領域のパターン像を基板上に縮小投影露光す
るために前記第一の領域以外の前記パターン領域のすべ
てを遮光した状態で前記第一の領域のパターン像を基板
上に焦点を合わせて露光し、 前記第二の領域のパターン像を基板上に縮小投影露光す
るために前記第二の領域以外の前記パターン領域のすべ
てを遮光した状態で前記第二の領域のパターン像を基板
上に焦点を合わせて露光し、 前記第一および第二の領域以外のパターン像を基板上に
縮小投影露光するために露光しようとするパターン領域
以外の前記パターン領域のすべてを遮光した状態で前記
露光しようとするパターン領域のパターン像を基板上に
焦点を合わせて露光することを順次繰り返すことによ
り、前記基板上に形成されるパターンと前記原画の前記
パターン領域のパターンとが実質的に相似の形状となる
ように露光することを特徴とする露光方法にある。
原画のパターン領域を第一および第二の領域を含む複数
個の領域に分割し、 前記第一の領域のパターン像を基板上に縮小投影露光す
るために前記第一の領域以外の前記パターン領域のすべ
てを遮光した状態で前記第一の領域のパターン像を基板
上に焦点を合わせて露光し、 前記第二の領域のパターン像を基板上に縮小投影露光す
るために前記第二の領域以外の前記パターン領域のすべ
てを遮光した状態で前記第二の領域のパターン像を基板
上に焦点を合わせて露光し、 前記第一および第二の領域以外のパターン像を基板上に
縮小投影露光するために露光しようとするパターン領域
以外の前記パターン領域のすべてを遮光した状態で前記
露光しようとするパターン領域のパターン像を基板上に
焦点を合わせて露光することを順次繰り返すことによ
り、前記基板上に形成されるパターンと前記原画の前記
パターン領域のパターンとが実質的に相似の形状となる
ように露光することを特徴とする露光方法にある。
本発明の一実施例を第１図により説明する。装置は、光
源1,原画（レテイクル）2,縮小レンズ3,基板４からなる
露光光学系において、原画の一部を遮光するシヤツタ５
とこれを駆動するためのアクチユエータ51、および原画
を光軸方向に変位するためのアクチユエータ21を備えて
いる。また、これに付随して基板の凹凸形状を予め検出
すめための光学的検出器6,反射鏡61があり、さらに基板
の凹凸形状を記録し、その形状にしたがつてアクチユエ
ータ51および21を適切に制御するための電気回路７があ
る。
源1,原画（レテイクル）2,縮小レンズ3,基板４からなる
露光光学系において、原画の一部を遮光するシヤツタ５
とこれを駆動するためのアクチユエータ51、および原画
を光軸方向に変位するためのアクチユエータ21を備えて
いる。また、これに付随して基板の凹凸形状を予め検出
すめための光学的検出器6,反射鏡61があり、さらに基板
の凹凸形状を記録し、その形状にしたがつてアクチユエ
ータ51および21を適切に制御するための電気回路７があ
る。
以上の構成からなる装置において、凹凸のある基板上に
微細なパターンをデイフオーカスすることなく焼付ける
手順を、以下に順を追つて述べる。まず、基板４を装置
の基板固定台８に載せ、基板の表面の凹凸のプロフアイ
ルを測定する。測定にさいしては固定台８の移動による
走査と、光学的検出器６による高さの検出値を用いて、
電気回路７内に凹凸のプロフアイルを記憶する。この形
状は単純な２次元形状のデータとして格納することもあ
るが必要に応じて３次元的なプロフアイルを記憶するこ
ともある。次に露光工程が行われる。原画２とレンズ３
の距離をａ、レンズと基板表面の距離をｂとすると、原
画上の単位寸法は、基板上に縮小率 で投影される、もし基板面上の凹凸により、寸法ｂがΔ
ｂだけ変化した場合、パターを正しく基板４上に結像さ
せるには基板を逆方向にΔｂだけ動かすか、原画−レン
ズ間距離をΔａだけ動かせばよい。ここにΔａは次式で
表される。
微細なパターンをデイフオーカスすることなく焼付ける
手順を、以下に順を追つて述べる。まず、基板４を装置
の基板固定台８に載せ、基板の表面の凹凸のプロフアイ
ルを測定する。測定にさいしては固定台８の移動による
走査と、光学的検出器６による高さの検出値を用いて、
電気回路７内に凹凸のプロフアイルを記憶する。この形
状は単純な２次元形状のデータとして格納することもあ
るが必要に応じて３次元的なプロフアイルを記憶するこ
ともある。次に露光工程が行われる。原画２とレンズ３
の距離をａ、レンズと基板表面の距離をｂとすると、原
画上の単位寸法は、基板上に縮小率 で投影される、もし基板面上の凹凸により、寸法ｂがΔ
ｂだけ変化した場合、パターを正しく基板４上に結像さ
せるには基板を逆方向にΔｂだけ動かすか、原画−レン
ズ間距離をΔａだけ動かせばよい。ここにΔａは次式で
表される。
縮小投影露光装置では、Ｎ≦１であるから、Δａの絶対
値はΔｂの絶対値より大きく、Ｎ＝1/5の場合に約25
倍、Ｎ＝1/10の場合に約100倍という大きな値になる。
このことから、原画を動かして、デイフオーカスを補正
する方が機構の精度の上で好適であるといえる。原画を
上下に動かすアクチユエータが図中の21である。
値はΔｂの絶対値より大きく、Ｎ＝1/5の場合に約25
倍、Ｎ＝1/10の場合に約100倍という大きな値になる。
このことから、原画を動かして、デイフオーカスを補正
する方が機構の精度の上で好適であるといえる。原画を
上下に動かすアクチユエータが図中の21である。
原画の露光の１シヨツト分に相当する基板上の領域には
凹凸があるので、この領域を一度に全域露光することは
できない、電気回路７に格納された凹凸形状のデータに
したがつて原画の一部を遮光しながら、これと同期させ
て原画を上下させることにより、原画の全面が基板上で
デイフオーカスすることなく投影される。なお，多数の
シヨツトを露光して１基板上に多数の素子を形成する場
合には、原画をある位置に固定して、一部を遮光した原
画を基板全域に露光し、次いで原画の位置を変えて次の
焦点位置で同様の操作を繰り返すことがスループツト向
上の上では効果的である。
凹凸があるので、この領域を一度に全域露光することは
できない、電気回路７に格納された凹凸形状のデータに
したがつて原画の一部を遮光しながら、これと同期させ
て原画を上下させることにより、原画の全面が基板上で
デイフオーカスすることなく投影される。なお，多数の
シヨツトを露光して１基板上に多数の素子を形成する場
合には、原画をある位置に固定して、一部を遮光した原
画を基板全域に露光し、次いで原画の位置を変えて次の
焦点位置で同様の操作を繰り返すことがスループツト向
上の上では効果的である。
この結果100μｍオーダーの凹凸のある基板上にも、平
垣な基板面上におけるパターン形成と同程度の微細なパ
ターン、すなわち、例えば波長365nmの光源、開口数0.4
のレンズを用いて、最小寸法１μｍ以下の微細のパター
ンが形成できる。
垣な基板面上におけるパターン形成と同程度の微細なパ
ターン、すなわち、例えば波長365nmの光源、開口数0.4
のレンズを用いて、最小寸法１μｍ以下の微細のパター
ンが形成できる。
以上に述べた実施例は一例にすぎず、各機能部分を、他
の代替手段で置きかえることができる。例えば、シヤツ
タ５は機械的なシヤツタ機構の他な、液晶マトリクスの
遮光機能を応用したものに代えれば、複雑な２次元形状
にしたがつて遮光することが容易になる。更に、光源１
と集光レンズ11からなる照明系の中に、光学的に原画と
共役な位置にシヤツタ機構を設けて原画を遮光すること
もできる。また、凹凸形状の検手段も、エアマイクロメ
ータ式のノズルの走査静電容量を検出する電極の走査触
針の走査等の代替手段がある。さらに、基板上への結像
を得るために原画を動かす代りに、光源1,集光レンズ1
1,レンズ3,基板固定台８の中の何れかを光軸方向に動か
しても同様の効果が得られる。また、基板上の凹凸の形
状が他のオフラインでの測定によつて既知である場合に
は、形状の情報を予め記憶させておくことにより、実施
例で述べた基板の凹凸を検出手段を用いずに、記憶した
情報にしたがつて直接、シヤツタと原画を駆動すること
も可能である。
の代替手段で置きかえることができる。例えば、シヤツ
タ５は機械的なシヤツタ機構の他な、液晶マトリクスの
遮光機能を応用したものに代えれば、複雑な２次元形状
にしたがつて遮光することが容易になる。更に、光源１
と集光レンズ11からなる照明系の中に、光学的に原画と
共役な位置にシヤツタ機構を設けて原画を遮光すること
もできる。また、凹凸形状の検手段も、エアマイクロメ
ータ式のノズルの走査静電容量を検出する電極の走査触
針の走査等の代替手段がある。さらに、基板上への結像
を得るために原画を動かす代りに、光源1,集光レンズ1
1,レンズ3,基板固定台８の中の何れかを光軸方向に動か
しても同様の効果が得られる。また、基板上の凹凸の形
状が他のオフラインでの測定によつて既知である場合に
は、形状の情報を予め記憶させておくことにより、実施
例で述べた基板の凹凸を検出手段を用いずに、記憶した
情報にしたがつて直接、シヤツタと原画を駆動すること
も可能である。
特に、基板の断面の凹凸が奥行方向に均一である場合に
は、シヤツタとして２枚の板状シヤツタの走査で容易に
機能を達することができることを付記しておく。
は、シヤツタとして２枚の板状シヤツタの走査で容易に
機能を達することができることを付記しておく。
なお、上記の実施例においては原画と光軸方向に移動し
たので、基板の凹凸の大きさによつては、縮小投影する
倍率がわずかながら変化する。もし、パターンの絶対寸
法が必要な場合には、予め原画のパターンを縮小率の変
化に応じて伸縮させておく必要がある。一例として、第
２図（ｂ）に示すような断面の段差100を横切る２本の
平行な配線パターンの原画は、段差の上下面における縮
小率の差から、同図（ａ）の101、102の如く、縮小率の
補正を加えたものとなる。
たので、基板の凹凸の大きさによつては、縮小投影する
倍率がわずかながら変化する。もし、パターンの絶対寸
法が必要な場合には、予め原画のパターンを縮小率の変
化に応じて伸縮させておく必要がある。一例として、第
２図（ｂ）に示すような断面の段差100を横切る２本の
平行な配線パターンの原画は、段差の上下面における縮
小率の差から、同図（ａ）の101、102の如く、縮小率の
補正を加えたものとなる。
本発明によれば、段差のある基板上の原画を転写するに
あたって、一画面の全域にわたって焦点を合わせて露光
することが可能となる。
あたって、一画面の全域にわたって焦点を合わせて露光
することが可能となる。
第１図は本発明の一実施例の装置の構成を示す断面図、
第２図は、基板の段差による縮小率の変化を補正した原
画の例を示す図であり、（ａ）は原画の平面図、（ｂ）
は段差の断面図である。 １……光源、２……原画、３……レンズ、４……基板、
５……シヤツタ、100……段差、103……原画の一部。
第２図は、基板の段差による縮小率の変化を補正した原
画の例を示す図であり、（ａ）は原画の平面図、（ｂ）
は段差の断面図である。 １……光源、２……原画、３……レンズ、４……基板、
５……シヤツタ、100……段差、103……原画の一部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺澤 恒男 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 黒崎 利栄 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 田中 伸司 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 高梨 明紘 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭51−107825（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−34336（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−139428（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−156937（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−129333（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】原画の露光の１ショット分に相当する原画
のパターン領域を第一および第二の領域を含む複数個の
領域に分割し、 前記第一の領域のパターン像を基板上に縮小投影露光す
るために前記第一の領域以外の前記パターン領域のすべ
てを遮光した状態で前記第一の領域のパターン像を基板
上に焦点を合わせて露光し、 前記第二の領域のパターン像を基板上に縮小投影露光す
るために前記第二の領域以外の前記パターン領域のすべ
てを遮光した状態で前記第二の領域のパターン像を基板
上に焦点を合わせて露光し、 前記第一および第二の領域以外のパターン像を基板上に
縮小投影露光するために露光しようとするパターン領域
以外の前記パターン領域のすべてを遮光した状態で前記
露光しようとするパターン領域のパターン像を基板上に
焦点を合わせて露光することを順次繰り返すことによ
り、前記基板上に形成されるパターンと前記原画の前記
パターン領域のパターンとが実質的に相似の形状となる
ように露光することを特徴とする露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60261070A JPH07105323B2 (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60261070A JPH07105323B2 (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 露光方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7149974A Division JP2576814B2 (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62122215A JPS62122215A (ja) | 1987-06-03 |
| JPH07105323B2 true JPH07105323B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=17356661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60261070A Expired - Lifetime JPH07105323B2 (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07105323B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4726173B2 (ja) * | 2001-08-23 | 2011-07-20 | 学校法人東京電機大学 | 液晶マトリックス投影露光装置および液晶マトリックス投影露光方法 |
| KR101484435B1 (ko) | 2003-04-09 | 2015-01-19 | 가부시키가이샤 니콘 | 노광 방법 및 장치, 그리고 디바이스 제조 방법 |
| TWI360158B (en) | 2003-10-28 | 2012-03-11 | Nikon Corp | Projection exposure device,exposure method and dev |
| TWI385414B (zh) | 2003-11-20 | 2013-02-11 | 尼康股份有限公司 | 光學照明裝置、照明方法、曝光裝置、曝光方法以及元件製造方法 |
| TWI437618B (zh) | 2004-02-06 | 2014-05-11 | 尼康股份有限公司 | 偏光變換元件、光學照明裝置、曝光裝置以及曝光方法 |
| EP2660854B1 (en) | 2005-05-12 | 2017-06-21 | Nikon Corporation | Projection optical system, exposure apparatus and exposure method |
| SG178791A1 (en) | 2006-02-21 | 2012-03-29 | Nikon Corp | Pattern forming apparatus, mark detecting apparatus, exposure apparatus, pattern forming method, exposure method and device manufacturing method |
| CN101385121B (zh) | 2006-02-21 | 2011-04-20 | 株式会社尼康 | 图案形成装置及图案形成方法、移动体驱动系统及移动体驱动方法、曝光装置及曝光方法、以及组件制造方法 |
| EP3279739A1 (en) | 2006-02-21 | 2018-02-07 | Nikon Corporation | Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method |
| JP5267029B2 (ja) | 2007-10-12 | 2013-08-21 | 株式会社ニコン | 照明光学装置、露光装置及びデバイスの製造方法 |
| US8379187B2 (en) | 2007-10-24 | 2013-02-19 | Nikon Corporation | Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
| US9116346B2 (en) | 2007-11-06 | 2015-08-25 | Nikon Corporation | Illumination apparatus, illumination method, exposure apparatus, and device manufacturing method |
| JP2012114279A (ja) * | 2010-11-25 | 2012-06-14 | Nikon Corp | 合焦装置、露光装置、及びデバイス製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5628245B2 (ja) * | 1975-03-19 | 1981-06-30 | ||
| JPS5734336A (en) * | 1980-08-11 | 1982-02-24 | Hitachi Ltd | Exposure device |
| JPS58139428A (ja) * | 1982-02-15 | 1983-08-18 | Hitachi Ltd | ウエ−ハ位置設定方法 |
| JPS58156937A (ja) * | 1982-03-12 | 1983-09-19 | Hitachi Ltd | 露光装置 |
-
1985
- 1985-11-22 JP JP60261070A patent/JPH07105323B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62122215A (ja) | 1987-06-03 |
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